Reinen tilhører de partåede hovdyrene (også kalt klauvdyr) der 3. og 4. tå er velutviklet, i motsetning til nr. 2 og 5 som ikke en gang når ned til bakken. Pelsen er flerfarget, noe som er fordelaktig for dyr som ferdes i ulikt terreng for å opprettholde en mest mulig kamuflasje. Pelsfargen endrer seg nokså mye fra vinter til sommer. Vinterpelsen er lysbrun, gråaktig til hvit, mens sommerpelsen går i grått, brunt og rødbrunt. I gamle dager snakket en gjerne om «grådyret» når reinen ble omtalt. Bukkene, særlig de eldre, utvikler et karakteristisk halsragg med lange lyse hår, som henger ned under fremre del av brystregionen og halsen. Rein har også pels mellom klauvene og på mulen.

Norsk villrein har normalt en skulderhøyde på opptil 120 cm og en reinsbukk kan veie opp til 150 kg, men vanligvis er vekta under 100 kg. Simla er betydelig mindre. Reinen har fire dypt kløftende klauver, som gjør dem i stand til å gå i dyp snø om vinteren og myr om sommeren. Klauvenes utforming gjør dem også til gode graveredskap, for å komme til vegetasjonen under snøen. Begge kjønn har gevir, og kalvene får gevir allerede første leveår. Rein er eneste hjortedyrart der også hunnene har gevir. Villrein kan bli inntil 18 år.

Reinsdyrenes vinterpels er ekstremt tykk og kraftig, og sammenlignet med pelsen til andre hjortedyr har reinen 3 ganger så mange dekkhår, med ca. 700 hår/cm². Bunnullen er også svært tett, og antall bunnullhår er beregnet til ca. 2 000 per cm². Sommerpelsen har naturlig nok kortere dekkhår enn vinterpelsen. Den tykke og varmeisolerende pelsen gjør at dyrene t.o.m. kan ligge på snøen uten at den smelter og gjør pelsen våt. Hvert pelshår er ovalt og tykkest på midten med luftfylte margceller. Selv ved svært lave temperaturer, f.eks. minus 30-40 ^oC, er det unødvendig for dyrene å øke forbrenningen, dvs. kroppens metabolske aktivitet. De luftfylte pelshårene gjør det også lettere for dyrene å svømme over elver og vann under de sesongmessige vandringene, og tjener som en slags «flytevest». Når dyrene svømmer fungerer de store og øseformete klauvene som årer.